Abstract Vesicular transport is a means of communication. While cells can communicate between each other via secretion of extracellular vesicles, less is known regarding organelle-to organelle communication, in particularly in the case of mitochondria. Mitochondria are responsible for the production of energy and for essential metabolic pathways in the cell, as well as fundamental processes such as apoptosis and aging. Here we show that functional mitochondria, isolated from Saccharomyces cerevisiae release vesicles, independent of the fission machinery. We were then able for the first time to isolate these Mitochondrial Derived Vesicles (MDVs) and found that they are relatively uniform in size, of about 100nm and carry selective protein cargo including enrichment of ATP synthase subunits. Remarkably, we further found that these MDVs harbor a functional ATP synthase complex. Moreover, we demonstrate that these vesicles have a membrane potential, produce ATP, and seem to fuse with naive mitochondria. Our findings reveal a possible delivery mechanism of ATP producing vesicles, which can potentially regenerate ATP deficient mitochondria and may participate in organelle to organelle communication.

Abstract Lissencephaly-1 ( LIS1 ) is associated with neurodevelopmental diseases and is known to regulate the activity of the molecular motor cytoplasmic dynein. Here we show that LIS1 is essential for the viability of mouse embryonic stem cells (mESCs), and it regulates the physical properties of these cells. LIS1 dosage substantially affects gene expression, and we uncovered an unexpected interaction of LIS1 with RNA and RNA-binding proteins, most prominently the Argonaute complex. We demonstrate that LIS1 overexpression partially rescued the expression of extracellular matrix (ECM) and mechanosensitive genes conferring stiffness to Argonaute null mESCs. Collectively, our data transforms the current perspective on the roles of LIS1 in post- transcriptional regulation underlying development and mechanosensitive processes.

Mechanical energy, specifically in the form of ultrasound, can induce pressure variations and temperature fluctuations when applied to an aqueous media. These conditions can both positively and negatively affect protein complexes, consequently altering their stability, folding patterns, and self-assembling behavior. Despite much scientific progress, our current understanding of the effects of ultrasound on the self-assembly of amyloidogenic proteins remains limited. In the present study, we demonstrate that when the amplitude of the delivered ultrasonic energy is sufficiently low, it can induce refolding of specific motifs in protein monomers, which is sufficient for primary nucleation; this has been revealed by MD. These ultrasound-induced structural changes are initiated by pressure perturbations and are accelerated by a temperature factor. Furthermore, the prolonged action of low-amplitude ultrasound enables the elongation of amyloid protein nanofibrils directly from natively folded monomeric lysozyme protein, in a controlled manner, until it reaches a critical length. Using solution X-ray scattering, we determined that nanofibrillar assemblies, formed either under the action of sound or from natively fibrillated lysozyme, share identical structural characteristics. Thus, these results provide insights into the effects of ultrasound on fibrillar protein self-assembly and lay the foundation for the potential use of sound energy in protein chemistry.

Abstract Mechanical energy, specifically in the form of ultrasound, can induce pressure variations and temperature fluctuations when applied to an aqueous media. These conditions can both positively and negatively affect protein complexes, influencing their stability, folding patterns, and self-assembling behavior. Regarding understanding the effects of ultrasound on the self-assembly of amyloidogenic proteins, our knowledge remains quite limited. In our recent work, we established the boundary conditions under which sound energy can either cause damage or induce only negligible changes in the structure of protein species. In the present study, we demonstrate that when the delivered ultrasonic energy is sufficiently low, it can induce refolding of specific motifs in protein monomers, as it has been revealed by MD, which is sufficient for primary nucleation, characterized by adopting a hydrogen-bonded β -sheet-rich structure. These structural changes are initiated by pressure perturbations and are accelerated by a temperature factor. Furthermore, the prolonged action of low-amplitude ultrasound enables the elongation of amyloid protein nanofibrils directly from monomeric lysozyme proteins, in a controlled manner, until they reach a critical length. Using solution X-ray scattering, we determined that nanofibrillar assemblies, formed under the influence of ultrasound energy and natively fibrillated lysozyme, share identical structural characteristics. Thus, these results contribute to our understanding of the effects of ultrasound on fibrillar protein self-assembly and lay the foundation for the potential exploitation of sound energy in a protein chemistry environment.

Protein solutions can undergo liquid-liquid phase separation (LLPS), where a dispersed phase with a low protein concentration coexists with coacervates with a high protein concentration. We focus on the low complexity N-terminal domain of cytoplasmic polyadenylation element binding-4 protein, CPEB4